лаба. Практическая+работа+1+Определение+абиотических+факторов+среды. Практическая работа 1. Определение абиотических факторов среды
 Скачать 337.17 Kb.
|
|
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ СРЕДЫ Цель работы: изучить основные факторы среды – освещенность, температуру и влажность, проанализировать влияние экологических факторов на живые организмы, научиться определять основные показатели, характеризующие свет, влажность и температуру, закрепить знания, полученные на лекционных занятиях. Экологический фактор – это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на протяжении одной из фаз его индивидуального развития. Абиотические факторы – это все свойства неживой природы, прямо или косвенно влияющие на живые организмы (свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и т.д.). Основными абиотическими факторами окружающей среды, воздействующие на живые организмы, являются температура, влажность и освещенность. Температура воздуха оказывает большое влияние на самочувствие человека и производительность труда. Наиболее благоприятной температурой воздуха в жилых помещениях является 18–20 С при нормальной влажности и скорости движения воздуха. Температура воздуха выше 24–25 С и ниже 15 С считается неблагоприятной. При выполнении физической работы или при изменении влажности и скорости движения воздуха оптимальные температуры будут другими. Для измерения температуры воздуха применяют ртутные, спиртовые и электрические термометры. Ртутные термометры позволяют измерять температуру воздуха в пределах от –35 до 357 °С. Спиртовые термометры для измерения высоких температур непригодны (спирт закипает при 78,3 °С), но позволяют измерять низкие температуры (до –130 °С), так как при нагревании до температуры свыше 0 °С спирт расширяется неравномерно. Таким образом, температура окружающей среды относится к группе ведущих абиотических факторов, определяющих жизнеспособность видов, сроки развития отдельных стадий развития и количество генераций. Один из наиболее часто используемых в экологии температурных показателей является сумма эффективных температур, т.е. та тепловая энергия, которая может быть усвоена организмом и использована им на обеспечение своей жизнедеятельности. Знание данного показателя может позволить правильно определить сроки борьбы с вредящими сельскому и лесному хозяйству видами насекомых, проведения других работ службой защиты растений. Эффективной температурой считается температура, лежащая выше нижнего порога развития (температура замерзания воды (0°С)) и не выходящая за пределы верхнего температура свертывания белка (45-60°С)). Сумма эффективных температур или термальная константа (С) рассчитывается следующим образом: n t Т С ) ( , (1.1) где Т – наблюдаемая температура окружающей среды; t – температурный порог развития; n – количество времени, необходимое для прохождения всего процесса. Зависимость скорости развития от температуры описывается S-разной кривой: Точка а, в которой кривая v=f(t) пересекает шкалу температур (т.е. ось ОХ), называется порогом развития - биологический нуль. При температуре ниже данной развитие не происходит. Задача 1. Рассчитать возможность появления второго поколения шведских мух – вредителей зерновых культур, при определенном температурном режиме, если для развития 1 генерации требуется 740 0 С и температурный порог развития - +8 0 С (табл. 1). Среднемесячная температура в Республике Татарстан в 2007 г. Таблица 1. Месяцы Число дней Среднемесячная температура ( 0 С) Май 31 10.2 Июнь 30 14.2 Июль 31 17.8 Август 31 13.6 Сентябрь 30 9.9 Задача 2. Рассчитать температурную константу развития дрозофилы средиземноморской и отдельные ее составляющие, если: а) Т = 25 0 С; t = 15 0 С; n = 20 дней. Какова С? б) Т = 25 0 С; С = рассчитанной константе; t - 15 0 С. Какова продолжительность развития? Ск орос ть ра зв ит ия , % /с ут Температура тела, 0 С а v=f(t) в) Т = 25 0 С; С = рассчитанной константе; n 1 = 30 дней, n 2 = 15 дней. Каков температурный порог развития? Влажность воздуха. Водяные пары всегда в том или ином количестве содержатся в воздухе, увлажняя его. Приняты следующие понятия оценки влажности: -максимальная влажность (точка росы) – максимальное количество влаги, которое может находиться в воздухе при определенной температуре; -абсолютная влажность – количество водяного пара в 1 м 3 воздуха, измеряется в г/м 3 ; -относительная влажность – отношение давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимальному давлению пара при данной температуре, измеряется в %. Нормальной относительной влажностью в жилых помещениях считается 30–60 %. При нормальной температуре воздуха выше 20 °С, особенно при физической работе, или ниже 15 °С влажность воздуха не должна быть более 30–40 %, а при температуре выше 25 °С желательно даже снижение влажности до 20–25 %. При неизменном количестве воды в воздухе относительная влажность увеличивается, когда температура падает. Если воздух охлаждается до температуры ниже точки водонасыщения (100%), происходит конденсация и выпадают осадки. При нагревании его относительная влажность падает (рисунок 1). Рисунок 1. Влияние температуры на относительную влажность воздуха. Для определения влажности воздуха применяют психрометры Августа и Ассмана. Станционный психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных термометров, укрепленных рядом на особом штативе. Резервуар одного из термометров обернут тканью и опущен в стаканчик с водой. Рисунок 2. Станционный психрометр Августа У аспирационного психрометра Ассмана оба ртутных термометра заключены в металлические трубки, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью вентилятора, находящегося в верхней части прибора. В жилых помещениях температуру воздуха измеряют посередине комнаты на высоте 1,5 м от пола. Среднюю суточную температуру воздуха выводят из ряда наблюдений (утром, днем, вечером, ночью) делением общей суммы температур на число определений. Абсолютную влажность при работе с аспирационным психрометром вычисляют по формуле , 760 ) 1 ( 5 , 0 1 B t t f K (1.2) где K – искомая абсолютная влажность; 1 f – максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (табл. 2), г/м 3 ; 0,5 – постоянный психрометрический коэффициент; t – температура сухого термометра, С; t 1 – температура влажного термометра, С; B – барометрическое давление, мм рт. ст.; 760 – среднее барометрическое давление, мм рт. ст. Перевод найденной абсолютной влажности в относительную влажность производят по формуле %, 100 f K R = (1.3) где R – искомая относительная влажность; K – абсолютная влажность; f – максимальное напряжение водяных паров при температуре сухого термометра (табл. 2), г/м 3 Максимальное напряжение водяных паров при разных температурах Таблица 2. Температу ра, C f, г/м 3 Температур а, °C f, г/м 3 Температур а, °C f, г /м 3 12 10,52 17 14,53 22 19,83 12,5 10,88 17,5 15,01 22,5 20,45 13 11,23 18 15,48 23 21,07 13,5 11,61 18,5 15,98 23,5 21,73 14 11,99 19 16,48 24 22,38 14,5 12,39 19,5 17,01 24,5 23,07 15 12,79 20 17,54 25 23,76 15,5 13,21 20,5 18,1 25,5 24,08 16 13,63 21 18,65 26 24,39 16,5 14,08 21,5 19,24 Задача 3. Определить абсолютную и относительную влажности при температуре сухого термометра 18 °С, влажного термометра 13 °С, барометрическом давлении 752 мм рт. ст. Задача 4. Зная значение относительной влажности R = 62 % и температуру сухого термометра 23° С (В = 764 мм рт. ст.), определить температуру влажного термометра. Освещенность. Основными показателями, характеризующими свет, являются световой поток, сила света, освещенности и яркость. Единица измерения силы света – кандела (кд), которая определяется как сила света, испускаемая с поверхности площадью 1/600000 м 2 эталонного излучателя (черного тела) в перпендикулярном направлении при температуре затвердевания платины 2042 К и давлении 101325 Па (760 мм рт. ст.). Единицей измерения светового потока является люмен (лм), лм – световой поток, испускаемый на единичном телесном угле (1 стерадиане) точечным источником при силе света 1 кд. За единицу измерения освещенности принят люкс (лк) – освещенность, получаемая на 1 м 2 площади, на которую падает и равномерно распределяется световой поток в 1 люмен (единица светового потока, измеряемая с поверхности 0,5305 мм 2 абсолютно черного тела при температуре затвердевания платины). Единица измерения яркости – кандела на квадратный метр (кд/м 2 ) – специального названия не имеет. Яркость светящихся поверхностей обратно пропорциональна их площади, а яркость освещенных поверхностей зависит от их световых свойств, от степени освещенности и, в общем случае, от угла, под которым поверхность рассматривается. В зависимости от природы источника световой энергии различают естественное, искусственное и совмещенное освещение. Для оценки естественного освещения помещений применяют геометрический и светотехнический метод. При геометрическом нормировании в качестве показателя обеспеченности светом принимают световой коэффициент – отношение остекленной поверхности окон к площади пола. При светотехническом методе оценки освещения определяют коэффициент естественной освещенности (КЕО), представляющий собой процентное отношение горизонтальной освещенности внутри помещения к одновременной горизонтальной освещенности под открытым небом. %. 100 небом открытым под ть освещеннос помещения внутри ть освещеннос КЕО Для определения естественной и искусственной освещенности применяются люксметры, основным действующим элементом которых является фотоэлемент, заключенный в оправу – держатель с матовым стеклом для защиты от механических повреждений и от прямых солнечных лучей. При падении световых лучей на прямую часть фотоэлемента в его фотоактивном слое – селене, возникает поток электронов, который создает фототок во внешней цепи, соединяющей фотоэлемент с гальванометром, и стрелка последнего отклоняется на определенное число делений шкалы соответственно интенсивности освещения. Задача 5. Для комнаты 5×4 м, имеющей 3 окна (1,7×1,4 м; 1,2×1,5 м; 0,6×1,1 м), определить световой коэффициент. Размером оконных переплетов пренебречь. Провести сравнительный анализ с результатами задачи 1.3. Задача 6. Определить освещенность внутри помещения, если коэффициент естественной освещенности равен 1,2 %, освещение на улице равно 26500 лк. Контрольные вопросы: 1. Что такое абиотические факторы среды. Приведите примеры 2. Охарактеризуйте влияние температуры на живые организмы. 3. Определение суммы эффективных температур. Для каких целей используется эффективная температура. 4. Виды влажности. Абсолютная влажность и относительная влажность. 5. Принцип работы психрометров Ассмана и Августа. 6. Назовите показатели характеризующие свет. 7. Методы определения освещенности. 8. Принцип действия люксметра. Правила оформления отчета. В отчете должны содержаться следующие сведения: 1. Название и цель практической работы. 2. Основные определения и понятия. 3. Ответы на контрольные вопросы. 4. Приведены все расчетные формулы с пояснениями. 5. Решены все приведенные задачи. 6. Сделан вывод о проделанной работе. Отчет, выполненный по всем правилам, представляется к защите. |